báo cáo bài tập lớn môn kỹ thuật robot nhóm 8 tìm hiểu robot mh3bm

Chỉ đến năm 1975 công ty Unimation mới bắt đầu có lợi nhuận từsảnphẩm robot đầu tiên này.Chiếc robot công nghiệp được đưa vào ứng dụng đầu tiên, năm 1961 ở mộtnhà máy ô tô của General Mo

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN KỸ THUẬTROBOT

NHÓM 8: TÌM HIỂU ROBOT MH3BMGiảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Phạm Thục AnhSinh viên thực hiện:

HÀ NỘI, 6/2024

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 CÁC QUI ĐỊNH CHUNG 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.2 Sử dụng các định dạng văn bản theo qui định 1

1.2.1 Qui định về căn lề văn bản 1

1.2.1 Tạo lề cho văn bản in 2 mặt 3

1.2.2 Tạo chương mới 3

1.3 Tạo tham chiếu chéo giữa các đoạn văn bản 11

1.4 Tạo danh mục tài liệu tham khảo 11

1.5 Cập nhật lại các chú thích và tham chiếu 15

2 Hướng phát triển của đồ án trong tương lai 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

PHỤ LỤC 25

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thống kê các thiết bị và giá thành 8

ĐỀ TÀI

Tìm hiểu tính toán Robot MH3BM với các yêu cầu:

1 Giới thiệu về Robot nhóm nghiên cứu, các ứng dụng trongcông

nghiệp, kết cấu cơ khí, các thông số kỹ thuật cơ bản Yêu cầu có hình

ảnh hoặc clip hoạt động.

2 Tính toán động học thuận vị trí Robot Xây dựng chương trình phần

mềm trên MatLab để nhập dữ liệu, hiển thị kết quả.

3 Tính toán ma trận Jacoby (thông qua JH) và viết chương trình trên

4 Tính toán động học đảo vị trí Robot.

5 Thiết kế quỹ đạo chuyển động cho các khớp của Robot theo quỹ đạo

dạng bậc 3.

6 Xây dựng mô hình động lực học cho đối tượng trên ToolBox

Simscape/MatLab

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ROBOT MH3BM1.1 Lịch sử hình thành Robot

Thuật ngữ “robot” lần đầu tiên xuất hiện năm 1922 trong tác phẩm

“Rossum’s Universal Robots” của Karel Capek Theo tiếng Séc thì robot là ngườilàm tạp dịch Trong tác phẩm này nhân vật Rossum và con trai ông đã tạo ranhững

chiếc máy gần giống như con người để hầu hạ con người.

Hơn 20 năm sau, ước mơ viễn tưởng của Karel Capek đã bắt đầu hiện thực.Ngay sau chiến tranh thế giới thứ 2, ở Hoa Kỳ đã xuất hiện những tay máy chéphình điều khiển từ xa trong các phòng thí nghiệm về vật liệu phóng xạ.

Vào giữa những năm 1950 bên cạnh các tay máy chép hình cơ khí đó, đã

xuất hiện các loại tay máy chép hình thủy lực và điện từ, như tay máy Minotaur I,hoặc tay máy Handyman của General Electric Năm 1954 George C.Devol đãthiết

kế một thiết bị có tên là “cơ cấu bản lề dùng để chuyển hàng hóa theo chươngtrình” Đến năm 1956 Devol cùng với Joseph F.Engelber, một kĩ sư trẻ của côngnghiệp hàng không, đã tạo ra loại robot công nghiệp đầu tiên năm 1959 ở công tyUnimation Chỉ đến năm 1975 công ty Unimation mới bắt đầu có lợi nhuận từsản

phẩm robot đầu tiên này.

Chiếc robot công nghiệp được đưa vào ứng dụng đầu tiên, năm 1961 ở mộtnhà máy ô tô của General Motors tại Trenton, New Jersey.

Năm 1967 Nhật Bản mới nhập chiếc robot đầu tiên từ công ty AMF của

Hoa Kỳ (American Machine and Foundry Company) Đến năm 1990 có hơn 40công ty Nhật Bản, trong đó có những công ty khổng lồ như Hitachi và Mitsibishi,đã đưa ra thị trường quốc tế nhiều loại robot nổi tiếng.

Từ những năm 1980, nhất là vào những năm 1990, do áp dụng rộng rãi các

tiến bộ kỹ thuật về vi xử lý và công nghệ thông tin, số lượng robot công nghiệpđã

gia tăng, giá thành đã giảm rõ rệt, tính năng đã có nhiều bước tiến vượt bậc Nhờvậy robot công nghiệp đã có vị trí quan trọng trong các dây truyền tự động sảnxuất hiện đại

1.2 Robot MH3BM

Robot trong báo cáo này là robot MH3BM của hãng Yaskawa là tập đoàn hàng đầu thế giới trong sản xuất và cung cấp các sản phẩm trong lĩnh vực robot công nghiệp, biến tần, truyền động điện…Trong lĩnh vực robot công nghiệp, hãng đã sản xuất tất

cảcác loại robot như: robot gắp (Handling), robot nâng bốc, đónggói (Picking/packing, palletizing) Robot hàn, hàn điểm (Arc

handling, spot welding), Robot sơn (Painting), Robot lắp ráp (Assembly/distributing)…

Robot MH3BM là mô hình robot tốc độ cao được ứng dụng xử lý trong ngành dược phẩm, hóa chất và y tế và cho các ứng dụng khác trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Cánh tay robot công nghiệp MH3BM có khả năng tải trọng (3 kg), tốc độ chuyển động và phạm vi làm việc tốt nhất (cho phép một lượt đầy đủ của trục S chính) là duy nhất và tốt nhất trong lớp Cáp nguồn được dẫn hướng qua tấm đế thông qua ổ cắm Robot, cáp ứng dụng có thể được dẫn qua cánh tay robot, vừa giúp cài đặt dễ dàng vừa dễ lau chùi Lớp phủ và bề mặt đặc biệtcho phép làm sạch bằng hydro peroxide Cấu trúc kèm theo được niêm phong để cung cấp bảo vệ xâm nhập phù hợp với IP67 cho cổ tay và chuẩn cho các trục chính Nó tuân thủ tiêu chuẩn phòng sạch ISO loại 5, không cho phép tạo bụi hoặc bám dính.

Hình 1.1 Robot MH3BM ngoài thực tế

1.3 Ứng dụng trong công nghiệp

Robot MH3BM của hãng Yaskawa có nhiều ứng dụng cụ thể trong công nghiệp nhờ tính linh hoạt, chính xác và hiệu suất cao hoạt động trong các môi trường khắc nghiệt Dưới đây là một số ứng dụng công nghiệp chính của MH3BM:

 Lắp ráp:

2

o Lắp ráp các bộ phận nhỏ: MH3BM có thể được sử dụng trong các dây chuyền lắp ráp để lắp ráp các bộ phận nhỏ và phức tạp, ví dụ như trong sản xuất điện tử, thiết bị y tế và linh kiện ô tô.

o Lắp ráp chính xác: Với độ chính xác cao, robot có thể lắp ráp các bộ phận với yêu cầu khắt khe về độ chính xác và sự nhất quán. Hàn:

o Hàn điểm: MH3BM có thể được trang bị công cụ hàn để thực hiện các công việc hàn điểm trên các dây chuyền sản xuất, đặc biệt là trong ngành ô tô.

o Hàn hồ quang: Robot cũng có thể thực hiện các công việc hàn hồ quang, đảm bảo chất lượng mối hàn cao và giảm thiểu sai sót. Xử lý vật liệu:

o Gắp và đặt: Robot có thể thực hiện các tác vụ gắp và đặt (pick and place) trong các dây chuyền sản xuất, ví dụ như di chuyển linh kiệntừ vị trí này sang vị trí khác.

o Đóng gói: MH3BM có thể được sử dụng để tự động hóa quá trình đóng gói sản phẩm, tăng tốc độ và hiệu suất của dây chuyền sản xuất.

 Kiểm tra và đo lường:

o Kiểm tra chất lượng: Robot có thể được trang bị các cảm biến và thiết bị đo lường để thực hiện kiểm tra chất lượng sản phẩm trên dây chuyền sản xuất, phát hiện lỗi và đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn.

o Kiểm tra không phá hủy (NDT): MH3BM có thể thực hiện các phương pháp kiểm tra không phá hủy như siêu âm, X-ray để kiểm tra cấu trúc bên trong của sản phẩm mà không làm hỏng chúng. Gia công cơ khí:

o Gia công CNC: Robot có thể được tích hợp với máy CNC để tự động hóa quá trình gia công, tăng độ chính xác và giảm thiểu thời gian chết của máy.

o Chà nhám và đánh bóng: MH3BM có thể thực hiện các công việc chà nhám và đánh bóng, đảm bảo bề mặt sản phẩm mịn màng và đồng nhất.

1.4 Thông số kỹ thuật

- Số bậc tự do: 6

- Kiểu khớp: 6 khớp quay

- Vùng không gian làm việc và kết cấu cơ khí:

Hình 1.2 Góc nhìn từ phía trước

4

Hình 1.3 Góc nhìn từ bên trên

Hình 1.4 Góc nhìn từ cạnh ngang

Hình 1.5 Thông số kỹ thuật của Robot MH3BM

Hình 1.6 Bộ điều khiển FS100 cho robot MH3BM

6

Hình 1.7 Thông số kỹ thuật của bộ điều khiển FS100

1.5 Hình ảnh và video làm việc thực tế

 Hình ảnh làm việc của Robot MH3BM:

• Xác định số khớp và thanh nối của Robot

• Khai báo các hệ trục tọa độ trên mỗi thanh nối OiXiYiZi(i=0¸n)• Xác định các biến khớp

• Xác định các thông số động học của thanh nối• Xác định ma trận Ai

• Tính toán ma trận Tn0

2.1 Xác định bảng D-H

Hình 2.8 Gán các hệ trục tọa độ cho robot MH3BM

Các thông số của bảng D-H được xác định theo các quy tắc như sau:

- di: khoảng cách giữa 2 trục Xi−1 và Xi theo trục

- αi: góc quay từ thanh nối Zi−1 đến Zi quanh trục

Xi theo chiều dương

Ta được bảng D-H như sau:

Bảng 2.1 Bảng D-H của Robot MH3BM

Khâu tácđộng

Bảng 2.2 Các thông số từ Datasheet

A = [cosθi −cosαi sin θisin αi sinθiai cosθi

sin θicosαi cosθi −sin αi cosθiai.sin θi

A3=[c2 −s2 0 a2 c2s2 c2 0 a2 s2

2.3 Xây dựng giao diện tính toán2.4 Đồ thị kiểu cột đứng

CHƯƠNG 3 MA TRẬN JACOBY3.1 Ma trận Jacoby

3.2 Xây dựng giao diện tính toán

CHƯƠNG 4 ĐỘNG HỌC ĐẢO VỊ TRÍ

Động học đảo vị trí Robot là để tìm các biến khớp khi biết tọa vị trí tay Robot

4.1 Động học đảo của robot NH3BM

Vì robot NH3BM có 6 bậc tự do nên ta phải dùng phương pháp phân ly biến đểgiải bài toàn động học đảo:

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG 5.1

12

CHƯƠNG 6 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CHO ĐỐITƯỢNG TRÊN TOOLBOX SIMCAPE/MATLAB6.1

CHƯƠNG 7 PHỤ LỤC

KẾT LUẬN1 Kết luận

Nội dung phần kết luận này tùy thuộc vào từng đồ án Lưu ý trong phần kếtluận không nên có bất cứ phương trình, biểu đồ hay bảng biểu nào Cần trình bàyrõ nội dung đồ án tốt nghiệp đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của đề bài hay chưa.Trình bày về ý nghĩa của các kết quả thu được, các đánh giá nhận xét về tính khảthi, tính chính xác của kết quả, tính thực tế của đồ án…Cần lưu ý hạn chế sửdụng các tính từ, trạng từ mạnh trong khi miêu tả kết quả đạt được, cần đảm bảotính trung thực của các kết luận.

Trình bày các kiến thức mà sinh viên đã đạt được sau khi thực hiện đồ án tốtnghiệp Đồng thời trình bày về các kỹ năng đã học được (kỹ năng tự tìm kiếm tàiliệu, tổng hợp thông tin, kỹ năng chế bản, kỹ năng trình bày, viết báo….).

2 Hướng phát triển của đồ án trong tương lai

Nêu tóm tắt hướng mở rộng của đề tài trong tương lai nếu có Đây là mục tùychọn vì phụ thuộc vào loại đề tài.

14

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤCA1 Chi tiết số liệu thí nghiệm

Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tạiđây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trìnhphụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây(nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụlục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có).

A2 Chi tiết các bước tính toán

Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tạiđây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trìnhphụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây(nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụlục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có).

A3 Chi tiết sơ đồ mô phỏng

Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tại đây (nếu có) Trình phụ lục tạiđây (nếu có) Trìn

16